Question

小明家電熱水器的簡化電路圖如圖所示，S_l是手動開關，置于熱水器水箱外部；S₂是溫控開關，置于熱水器水箱內部，當水溫低于40℃時自動閉合，達到40℃時自動斷開；R₁和R₂均為用來加熱且阻值不變的電熱絲。使用時，手動閉合開關S_l，電熱水器開始工作。電熱水器部分參數(shù)如表所示。

(1)電熱絲R₁的阻值是多少？

(2)加熱時流過電熱絲R₂的電流是多少？

(3)假設將初溫20℃的一滿箱水加熱至設定溫度用了50 mln，則電熱水器的效率是多少？【水的比熱容為4.2×l0³ J/(kg·℃)，ρ_水=1.0×10³ kg／m³】

Answer 1

解：

    (1)僅開關s₁閉合時熱水器處于保溫狀態(tài)，由、P=U/I得，

    則電熱絲R₁的阻值是……………………………2分

    (2)加熱時R₂消耗的功率為P₂=P-P₁=1980W-220W=1760W………………………1分

    由P=UI得，電熱絲中的電流…………………………2分

    (3)V=50L=5×10^-2m³

    由得，水的質量m =ρ/V=1.0×l0³kg/m³×5×10^-2m³=50kg …………………1分

水吸收的熱量

Q_吸=cm(t-t₀)=4.2×l0³J/(kg·℃)×50kg×(40℃-20℃)= 4.2×l0⁶J………………………2分

    消耗的電能W=Pt=1980W×50×60s=5. 94×10⁶ J……………………………………1分

    熱水器的效率 …………………………………2分

  其它解法只要合理，同樣得分。